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Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Aufzeichnung
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zunächst an einem Löschkopf mit einer Wechselspannung entmagnetisiert wird (sog. Löschung). Beim wei- teren Transport des Tonträgers wird an einem Aufnahmekopf, welcher eine von der Bandgeschwindigkeit im Zusammenhange mit der maximal aufzuzeichnendenFrequenz abhangige Spaltbreite hat, eine erneui te Magnetisierung des Tonträgers im Rhythmus des Aufzeichnungsvorganges durchgeführt. Die Aufzeich- nung erfolgt in der Art, dass bei dem sogenannten Hochfrequenz-vormagnetisierungsverfahren eine dem
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etwalässt der Tonträger entmagnetisiert den Kopf. Die"Elementarmagnete"der Magnetpartikel, worunter im folgenden die magnetischen Dipole der Atome bzw.
Moleküle, nach den heutigen Auffassungen jeweils zusammengesetzt in den sogenannten"Weiss* sehen Bezirken"oder"Elementarbereichen", verstanden werden, werden hiebei also immer in Richtung der aus dem Spalt austretenden Kraftlinien ausgerichtet.
Die Intensität der Magnetisierung wird bestimmt durch den Anteil der magnetisch gerichteten gegenüber den nach aussen hin infolge ihrer ungeordneten Lage magnetisch nicht wirksamen, ungerichteten Eie - mentarmagnete. Stets ist es aber so, dass die wirksamen Magnete, unabhängig von der Amplitude des festzuhaltenden Vorganges, in ein und derselben Richtung liegen. Die Anzahl der so ausgerichteten Teil- chen ist daher entsprechend der Intensität des aufzuzeichnenden Vorganges verschieden.
Die Stärke des nach aussen wirksamen magnetischen Feldes des Magnetogrammträgers wird also bei diesen HF-Aufzeichnungsverfahren durch den Grad der Homogenität der Lage der "Elementarmagnete" bestimmt. Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, dass die Magnetisierung zur Vermeidung von
Verzerrungen nur im Bereich des gradlinigen Teiles der Hysteresisschleife durchgeführt weiden kann.
Es ist auch bekannt, den Arbeitspunkt auf der Magnetisierungskurve dadurch in die gunstige Lage zu verschieben, dass man durch entsprechende Gleichfelduberlagerung die Aufzeichnungsfeldstärke entspre- chend anhebt. Auch dann erfolgt die Aufzeichnung in der Weise, dass geordnete und ungeordnete Magne- te auf dem Träger vorhanden sind.
Es ist auch vorgeschlagen waden, den Aufzeichnungsträger zunächst in einer bestimmten Richtung vorzumagnetisieren und dann nachträglich die Tonmagnetisierung dazu senkrecht vorzunehmen. Dieses
Verfahren führt aber deshalb praktisch zu keinen Ergebnissen, weil dabei infolge der Koerzitivkraft des durch die vorher durchgeführte Vormagnetisierung gesättigten Magnetmaterials des Aufzeichnungsträgers bei der Tonaufzeichnung starke Verzerrungen auftreten.
Kürzlich ist auch vorgeschlagen worden, die Aufzeichnung dadurch zu bewirken, dass ein perma- nentmagnetisches Feld in Ruhelage in Bandmitte liegt und die Grenzlinie im Rhythmus des aufzuzeich- nenden Vorganges in Richtung der Bandbreite verschoben wird, so dass eine Aufzeichnung nach Art der beim Tonfilm bekannten Amplitudenschrift erreicht wird. Die Elementarmagnete liegen dabei entweder ungerichtet oder ganz oder nahezu vollständig gerichtet, u. zw. in nur einer Richtung, eben in der der wirk- samen Felder.
Alle diese bekannten Verfahren haben erhebliche Nachteile. Zunächst tritt bei ihnen ein Rauschen auf, weildieWirkungen der"ungeordnet"liegenden Elementarmagnetteilchen nach aussen hin einander praktisch nie vollkommen aufheben, so dass also dadurch störende Wirkungen bei der Wiedergabe unvermeidbar sind. Störgeräusche recht unangenehmer Art treten ferner dadurch auf, dass durch das"Um-
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klappen" der Elementarmagnete bei der Vormagnetisierung aus bekannten Gründen Geräusche entstehen, die mit aufgenommen werden.
Ein weiterer grosser Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, dass
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- soweit, wiemeist, mit Hochfrequenz "vormagnetisiert" wird - DUferènzfrequenzenidulationsfrequenz) bilden nämlich Schwebungen ("Differenzfrequenzen") mit der Vormagnetisierungs- hochfrequenz, die meist im Aufzeichnungsbereich des Gerätes liegen und bei der Wiedergabe zur Ver- fälschung fuhren. Schliesslich ist es umständlich, die zur Vormagnetisierung erforderliche Hochfrequenz zu beschaffen.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem im Nutzspalt des Magnetkopfes ein Vormagnetisierungsgleichfeld und ein dazu gekreuztes, vom auf- zuzeichnenden Signal in seiner Stärke und Frequenz gesteuertes magnetisches Wechselfeld wirksam sind und ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnetfelder gleichzeitig, u. zw.
an der Aufsprechstelle in einer Ebene parallel zur Bundfläche einander kreuzend wirken, so dass bei Magnetisierung des Auf- zeichnungsträgers die in Amplitude und Frequenz veränderliche oder hinsichtlich einer oder beider dieser
Grössen konstante Signalfrequenz durch die Häufigkeit der Drehung der Magnetisierung um die durch die
Richtung des magnetischen Gleichfeldes gegebene Null-Linie und die Intensität des Signals durch den
Winkel der maximalen Verdrehung der Magnetisierung gegenüber der "Null-Linie" dargestellt ist. Die beiden Magnetfelder wirken also beim Aufzeichnungsvorgang gleichzeitig auf den Magnetogrammträger ein und überlagern einander infolgedessen.
Dabei ist es so, dass-falls nicht aus besonderen Gründen andere Bedingungen erwünscht sind-die
Richtung des magnetischen Gleichfeldes so verläuft, dass dieses den Magnetogrammträger so magnetisiert, dass das dadurch hervorgerufene äussere Magnetfeld in der Wiedergabeeinrichtung keine Wirkungen her- vorruft, insbesondere also keine Spannungen erzeugt, was bekanntlich von dessen Richtung abhängt. Der
Vektor des aufzuzeichnenden magnetischen Feldes steht dann zweckmässig senkrecht auf der Richtung die- ses magnetischen Gleichfeldes, und er liegt in der Ebene, die beim VorUbergang des Magnetogrammträ - gers vor der Wiedergabeeinrichtung maximale Wirkungen, insbesondere also Spannungen, hervorruft.
Das Ergebnis eines solchen Aufzeichnungsvorganges ist also schematisch gesagt das, dass das Band- um beim Beispiel des bandförmigen Trägers und der Aufnahme akustischer Vorgänge zu bleiben-an je- nen Stellen, wo es nicht besprochen worden ist, nach aussen hin beim Vorubergang vor der Wiedergabe- einrichtung keinerlei magnetische Feldwirkung hat, u. zw. deehalb, weil dort die Elementarmagnete zwar durchaus einheitlich ausgerichtet liegen, aber in einer solchen Richtung, dass das von ihnen hervorgeru- fene, äussere magnetische Feld eben so gerichtet wird, dass es in der Wiedergabeeinrichtung keine Wir- kungen hervorruft, insbesondere bei Wiedergabeköpfen bekannter Art keine Spannungen induziert.
Sobald aber irgendwelche Signale aufgezeichnet werden sollen, wird immer gleichzeitig mit dem
Gleichfeld, dieses also überlagernd, ein vom aufzuzeichnenden Signal gesteuerter magnetischer Vektor wirksam, der zweckmässig so gerichtet ist, dass er maximale Wirkungen in der Wiedergabeeinrichtung hervorruft, also senkrecht zum Gleichfeld wirkt. Dieser"Signalvektor"überlagert sich dem Vektor des magnetischen Gleichfeldes, und wirksam wird also die Resultierende beider Vektoren, immer begrenzt durch die magnetische Sättigung des Materials.
Denn aus naheliegenden Gründen (Vermeidung von Ver- zerrungen) arbeitet man, soweit nicht besondere Verhältnisse vorliegen, hinsichtlich des Magnetogramm- trägers im Bereich dessen magnetischer Sättigung, während man zwecks möglichst unverzerrter Umwand- lung der festzuhaltenden Vorgänge in magnetische Grössenbeim aufzuprägenden, vom festzuhaltenden si- gnalgesteuerten Wechselfeld im Bereich des geradlinigen Verlaufes dessen Magnetisierungskurve arbei- ten wird.
Während also die Tatsache einer (wenngleich noch so kleinen) "Drehung" der Elementarmagne- te gegenüber der Richtung des magnetischen Gleichfeldes vom Rhythmus des aufzuzeichnenden Vorganges abhängt, wird dessen Stärke, also die Amplitude des aufzuzeichnenden und in magnetische Grössen um- gewandelten magnetischen Vorganges (Signals), vom Magnetogrammtrllger durch den unterschiedlichen grössten Winkel gegenüber dieser Richtung des magnetischen Gleichfeldes als Null-Linie festgehalten.
Grundsätzlich werden aber in jedem Augenblick des Aufzeichnungsvorganges alle vorhandenen Elemen- tarmagnete in der Richtung des wirksamen Vektors beider Felder"gedreht", so dass also keinerlei"unge- richtete"Magnete auf dem Träger vorhanden sind und Störgeräusche vermieden werden.
Durch geeignete Wahl der Stärke des magnetischen Gleichfeldes kann dabei erreicht werden, dass ein vorheriges Lö- schen bereits auf dem Magnetogrammträger vorhandener Aufzeichnungen nicht erforderlich ist.
Da beim erfindungsgemässen Verfahren also praktisch immer im Bereich der Sättigung des Trägers gearbeitet wird, entfällt eine Vormagnetisierung zwecks Herbeiführung eines günstigen Arbeitspunktes auf der Magnetisierungskurve des Trägers. Es versteht sich von selbst, dass sich die vorerwähnte Drehung der
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Elementarmagnete um die durch das Gleichfeld gegebene "Nu11-Unie" jeweils entsprechend der Polarität des aufzunehmenden Vorganges entweder in dem einen oder andern Drehsinn vollzieht. Immer ist es
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dassgenüber der "Null-Linie" von der Intensität des aufzuzeichnenden Signales abhängt.
Erwähnt sei noch, dass erfindungsgemäss magnetisierte Träger von den bekanntenWiedergabeeinrich- tungen ohne irgendwelche Änderungen wiedergegeben werden.
Wesentlich ist erfindungsgemäss die gleichzeitige Einwirkung des magnetischen Gleichfeldes, dessen Vektoria"NuB'-Lage"liegt, mit dem vom aufzuzeichnenden Signal gesteuerten, mit dem gleichgekreuz- ten magnetischen Wechselfeld, da nur bei gleichzeitiger Einwirkung (Überlagerung) beider magnetischer I Grössen die Aufzeichnung auch bei verhältnismässig schwachem"Signalfeld"gelingt und eine verzer- rungsfreie Aufzeichnung selbst höchster Frequenzen möglich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist geeignet zur Aufnahme aller "Signale". Es beschränkt sich nicht auf die Aufzeichnungen (und Wiedergabe) akustischer Vorgänge oder von Frequenzen im Hörbarkeitsbe- reiche.
Die Erfindung betrifft weiters Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. l und 2 eine erste AusfUhrungsform einer erfindungsgemäss ausgestalteten Vorrichtung, Fig. 3 zeigt eine zweite AusfUhrungsform, Fig. 4 ist eine Einzelheit hievon. und Fig. 5 veranschaulicht die Richtung der ma- gnetischen Vektoren am Magnetband.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäss den Fig. l und 2 stellt 5 einen Elektromagneten mit einer Gleichstromspule 7 dar. Diesen Magneten umfasst rechtwinkelig ein Ringmagnet 3, der bei 8 ein gemeinsames Stück mit dem Gleichstrommagneten 5 aufweist. Bei 9 ist ein Spalt angeordnet, der in be- kannter Weise die Remanenz des hochpermeabilen magnetischen Kreises 3 schwächt. Dem Ringmagneten
3 wird durch eine Spule 4 der aufzuzeichnende Vorgang induziert. 2 stellt den üblichen Spalt des Ringi magneten 3 dar, 6 ist eine beiden magnetischen Kreisen gemeinsame Kante, an welcher der Permeabi- litätssprung auftritt.
Das Band 1 wird nun so vor dem "Spalt" 2, der natUrlich in an sich bekannter Weise mit einem geeigneten Material ausgefüllt sein kann, vorbeigeführt, dass zunächst das magnetische
Gleichfeld des Magneten 5 wirksam wird, dessen Intensität so gross ist, dass es eine vorherige Magnetise- rung auf dem Aufzeichnungsträger löscht und die Elementarmagnete in der Längsrichtung des Spaltes 2 gesättigt ausrichtet, so dass diese eine Polarität aufweisen, wie sie auf dem im unteren Teil der Fig. 5 schematisch wiedergegebenen Band 1 an den mit "0" bezeichneten Stellen durch eine Pfeilrichtung sche- matisch angedeutet ist.
Bei Modulation durchläuft das Band, das in den Fig. l und 2 von rechts nach links am Spalt 2 vorbei- geführt wird, nun eine Zone, in welcher die Magnetfelder von 5 und 3 einander überlagern, u. zw. um
900 gegeneinander versetzt. Je nach der Stärke des durch den aufzuzeichnenden Vorgang gesteuerten Ma- gnetvektors des durch den Magneten 3 hervorgerufenen und an der Kante 6 konzentrierten Magnetfeldes ent- steht durch Überlagerung der Magnetfelder von 3 und 5 in der Streuzone ander Spaltkante 6 ein resultierendes
Magnetfeld, dessenmagnetischer Vektor durch seine Drehung gegenüber der Richtung des von 5 hervorgerufe- nen Magnetfeldes die Intensität des aufzuzeichnenden Vorganges darstellt.
während die Periodizität dieses Ma- gnetfeldes der Frequenz des aufzuzeichnenden Vorganges entspricht. Die grössere oder kleinere Amplitude des aufzuzeichnenden Vorganges entspricht also einer entsprechend grösseren oder kleineren Drehung der"Ele- mentarmagnete"aus ihrer Null-Lage, d. h. aus der Lage, bei der im nachfolgenden Wiedergabevorgang durch das vom magnetischen Aufzeichnungsträger ausgestrahlte äussere Magnetfeld eine Induzierung nicht eintritt. Der Wechsel der Richtung entspricht dem Null-Durchgang der aufzuzeichnenden Frequenz. Da- bei wird grundsätzlich stets im magnetischen Sättigungsbereich des Magnetogrammtrlgers gearbei- tet.
Bei der Wiedergabe läuft das Band in gleichem Sinne. Das Gleichmagnetfeld muss dabei in an sich bekannter Weise beseitigt oder jedenfalls in seiner Intensität soweit unwirksam gemacht werden, dass es keine magnetischen Wirkungen auf das Band hat.
Dies kann entweder dadurch bewirkt werden, dass der Elektromagnet ausgeschwenkt oder mittels par- allel geschalteten Kondensators als gedämpfter Schwingkreis abklingen gelassen wird. Das Joch des Elek- tromagneten hat dabei so zu liegen, dass während des Wiedergabevorganges keine Spannungen induziert werden, wenn der den Gleichstrom-Elektromagneten speisende Strom abgeschaltet und der remanente
Magnetismus in an sich bekannter Weise durch Abklingenlassen der in dem durch einen parallel zum
Elektromagneten geschalteten Kondensator gebildeten Schwingkreis entstehenden Schwingung beseitigt wird.
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Eine andere Ausftihrungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt schematisch die Fig. 3.5 stellt wieder den Kern des magnetischen Gleichfeldes dar, 3 den Kern des vom aufzunehmenden Signal
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Wechselkreises. BeideFig. 4 zeigt herausgezeichnet den "Spalt" 2, der naturlich wieder kein "Luftspalt" zu sein braucht, sondern in an sich bekannter Weise mit Material geeigneter Permeabilität ausgefüllt sein kann, mit der gemeinsamen Kante 6 der beiden rechtwinklig zueinander angeordneten Kreise (Gleichfeld) und 3 (Wechselfeld).
Das elektrische Gleichfeld kann natürlich auch hier durch ein Feld eines permanenten Magneten er- setzt werden. Bei der Aufnahme und Wiedergabe muss das Band von der Richtung des Gleichfeldes her in den Spalt auflaufen.
Fig. 5 veranschaulicht schematisch die Richtung der magnetischen Vektoren eines nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren mit einer Sinusfrequenz besprochenen Magnetbandes. An den Null-Durchgän - gen der Sinuskurve liegt der magnetische Vektor in Richtung des Wiedergabespaltes, also im allgemei- nen in der Querrichtung des Bandes in Null-Lage, d. h. die Polarität des Magnetfeldes ist dort so orien- tiert, dass es beim Vorbeilaufen am Wiedergabekopf keine Spannungen induziert.
An der Spannungsspitze der Sinuskurve ist der magnetische Vektor entsprechend nach rechts oder links verdreht, u. zw. weisen diese Stellen des Bandes die der Amplitude des Signales entsprechende maximale Drehung des magnetischen Vektors auf, der allmählich von der "Null-Richtung" in diesen maximalen Drehwinkel gedreht, dann wieder in die Null-Richtung zurückgedreht und schliesslich in die entgegengesetzte Richtung ge- schwenkt wird, u. zw. im Rhythmus der aufzuzeichnenden Frequenz.
Um verzerrungsfrei zu arbeiten, kreuzt man das magnetische Gleichfeld mit dem Wechselfeld recht- winklig. Die Stärke des magnetischen Gleichfeldes muss, um ein völliges Löschen zu bewirken, dem Sät- tigungswert und den sonstigen magnetischen Eigenschaften des magnetischen Materials des Magneto- grammträgers angepasst werden. Den besten Wirkungsgrad erreicht man dann, wenn der magnetische
Gleichfeldvektor nicht grösser als erforderlich ist, um eine Sättigung des Magnetogrammträgers zu er- reichen. Dann wird durch die erfindungsgemässe Überlagerung des Signalfeldes die relativ grösste Drehung des resultierenden magnetischen Vektors erreicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Aufzeichnung, bei dem ein Vormagnetisierungs- gleichfeld und ein dazu gekreuzte, vom aufzuzeichnenden Signal in seiner Stärke und Frequenz gesteuer- tes magnetisches-vkchselfeld wirksam sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beidenMagnetfelder gleich- zeitig, u. zw.
an der Aufsprechstelle in einer Ebene parallel zur Aufzeichnungsfläche einander kreuzend wirken, so dass bei Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers die in Amplitude und Frequenz veränderliche oder hinsichtlich einer oder beider dieser Grössen konstante Signalfrequenz durch die Häufigkeit der Dre- hung der Magnetisierung um die durch die Richtung des magnetischen Gleichfeldes gegebene Null-Linie und die Intensität des Signals durch den Winkel der maximalen Verdrehung der Magnetisierung gegenüber der Null-Linie dargestellt Ist.